Phenology and yield variations of Northern Red Currant (Ribes triste Pall.) were studied in the west of the Magadan Region in the Upper Kolyma area. The purpose of research is to assess the dynamics of the dates of the onset of the phenological phases of red currant for the period 2015–2020 and identification of climatic factors influencing fluctuations in fruit yields (1992–2020). The tasks are to generalize phenological observation data on populations of red currant and analyze the dependence of the dynamics of fruit yield and adaptive capabilities of the crop on meteorological indicators and habitat conditions. Phenological observations have been carried out since 2015 to the present; the yield was assessed visually according to the Capper-Formozov scale (1992–2020). Meteorological observations at the field station IBPS FEB RAS have been conducted since 1992. The annual cycle of red currant (14 phenophases) and the peculiarities of the passage of individual stages are described. During 2015–2020 there were changes in the course of seasonal development of currants associated with climatic indicators of the growing season. There is a tendency for an earlier onset of bud opening and the beginning of leaf opening, which is consistent with an increase in the sum of average daily temperatures above 5 °C in the second decade of May. For the period 2007–2020 a significant decrease in the yield of currants was noted, which is associated with an increase in the frequency of frosts below -3.5 °C during the flowering period and the number of cases of catastrophic floods on the river Kolyma. The red currant is distinguished by valuable nutritional properties, high adaptability, and can be cultivated in the northern regions of Russia.
wild berries, red currant, phenology, Magadan Region.
Введение. Плоды дикорастущих видов смородины традиционно используются в питании населения северо-востока России. В связи с суровыми природно-климатическими условиями в Магаданской области выращивается ограниченное число ягодных культур, а отдаленность региона и длительность транспортировки приводят к тому, что плоды и ягоды теряют значительную часть витаминов. Неблагоприятные факторы, такие как недостаток тепла и короткий вегетационный период, делают нецелесообразным введение в культуру инорайонных сортов и гибридов [1, 2]. В этих условиях особую актуальность приобретает интродукция ценных пищевых растений из местной флоры и всестороннее их изучение. С
Ribes triste Pall. – смородина печальная – восточносибирско-североамериканский вид, произрастающий на севере лесной зоны, на юге тундровой зоны и в горах. Распространен в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, Японии, Китае, Северной Америке, но наиболее обширный участок ареала расположен на севере Дальнего Востока. В Магаданской области встречается нередко, повсеместно, в основном в поймах рек и ручьев.
Смородина печальная – кустарник до
В верховьях Колымы смородина печальная произрастает в двух типах местообитаний – на галечных россыпях в верховьях ручьев в подгольцовом поясе и в пойменных тополево-чозениевых и лиственничных лесах. На галечных россыпях смородина встречается отдельными кустами с урожайностью 700–
а б
Рис. 1. Смородина печальная: а – цветение; б – зрелые плоды
В поселках Магаданской области и на садовых участках смородина печальная распространяется самосевом, главным образом из выброшенных плодов, иногда высаживается на приусадебных участках. Рекомендуется для декоративного озеленения северных городов [7]. В культуре плодоносит устойчиво, долговечна, малотребовательна к богатству почв, но предпочитает достаточно увлажненные участки. Минимальный уход, заключающийся в обрезке старых ветвей, значительно увеличивает урожаи и размер ягод.
Дикорастущие виды красной смородины, в том числе и смородина печальная, успешно культивируются в Ботаническом саду ИБПК СО РАН (Республика САХА – Якутия) [8–10]. В коллекции сада представлены многочисленные формообразцы вида из различных частей ареала. Смородина печальная также интродуцирована на Камчатке в условиях менее суровых зим [11]. Как и для других аборигенных видов смородины красной, плоды превосходят инорайонные формы по содержанию аскорбиновой кислоты [12]. Плоды всех видов красной смородины обладают высокими желирующими свойствами и могут быть использованы для производства пектина [13]. Природные популяции смородины печальной служат кормовыми участками для многих видов птиц и млекопитающих, обитающих в пойменных лесах.
Цель исследований. Оценка динамики дат наступления фенологических фаз смородины печальной за период 2015–2020 гг. и определение климатических факторов, влияющих на колебания урожайности плодов (1992–2020).
Задачи исследований: обобщение данных фенологических наблюдений за популяциями смородины печальной и анализ зависимости динамики урожайности плодов и адаптивных возможностей культуры от метеорологических показателей и условий местообитания.
Объекты и методы. Район исследований расположен на северо-западе Магаданской области в верховьях Колымы. Зональная растительность представлена лиственничными редколесьями с подлеском из кедрового стланика (Pinus pumila Regl.), растительность пойм – тополево-чозениевыми, ивовыми и лиственничными лесами. Климат района – переходно континентальный. Зима умеренно суровая, продолжительностью в среднем 222 дня (средняя температура января -38,3 °С). Лето умеренно теплое, средняя температура июля 15,1 °С. Безморозный период в 30 % лет отсутствует, повсеместно распространена многолетняя мерзлота. Годовое количество осадков составляет
Фенологические наблюдения проводятся по общепринятым методикам с
Даты наступления фенологических фаз смородины печальной
и параметры линейных трендов (2015–2020 гг.)
|
Фенофаза |
Дата наступления |
Параметр тренда |
Число лет наблюдений |
Номер стадии по шкале BBCH |
||||
|
Ранняя |
Поздняя |
Средняя |
±SE |
наклон |
R2, % |
|||
|
Набухание почек |
5.05 |
22.05 |
11.05 |
3,1 |
-1,94 |
23,4 |
6 |
01 |
|
Распускание почек |
18.05 |
27.05 |
24.05 |
1,5 |
-1,26 |
48,2 |
6 |
09 |
|
Начало распускания листьев |
27.05 |
8.06 |
1.06 |
2,0 |
-1,69 |
46,3 |
6 |
11 |
|
Полное облиствение |
10.06 |
23.06 |
15.06 |
2,2 |
-1,63 |
35,5 |
6 |
19 |
|
Бутонизация |
21.05 |
6.06 |
29.05 |
2,3 |
-1,43 |
23,2 |
6 |
59 |
|
Начало цветения |
25.05 |
9.06 |
1.06 |
2,1 |
-1,29 |
22,8 |
6 |
61 |
|
Массовое цветение |
29.05 |
11.06 |
4.06 |
1,6 |
-1,23 |
27,9 |
6 |
65 |
|
Завязывание плодов |
25.06 |
7.07 |
2.07 |
2,0 |
-1,46 |
33,3 |
6 |
71 |
|
Начало созревания плодов |
15.07 |
24.07 |
21.07 |
1,5 |
-0,51 |
6,3 |
6 |
81 |
|
Массовое созревание плодов |
20.07 |
30.07 |
26.07 |
1,4 |
-0,23 |
1,4 |
6 |
89 |
|
Начало расцвечивания листьев |
16.08 |
24.08 |
22.08 |
1,3 |
-1,09 |
47,6 |
6 |
92 |
|
Полное расцвечивание листьев |
26.08 |
31.08 |
28.08 |
1,0 |
-0,80 |
50,9 |
6 |
95 |
|
Начало листопада |
28.08 |
8.09 |
2.09 |
1,8 |
-1,23 |
29,5 |
6 |
93 |
|
Опад большей части листьев |
2.09 |
16.09 |
8.09 |
2,1 |
-1,74 |
45,5 |
6 |
97 |
Результаты и их обсуждение. Основным фактором, влияющим на прохождение фаз сезонного развития, служат температурные показатели, прежде всего сумма среднесуточных температур выше 5 °C. Средняя продолжительность периода вегетации (от даты перехода среднесуточных температур через 0 °C весной до даты обратного перехода осенью) составляет 143,0±2,3 дней. Снежный покров на участках наблюдений разрушается 30.04–7.05, после чего почва постепенно оттаивает. Годичный цикл смородины печальной начинается в конце первой декады мая с набухания почек при ∑ T ≥ 0 °C в 24,9±9,3 °C. Во второй декаде мая с переходом среднесуточной температуры через 5 °C наступает период активной вегетации, и через 12–14 дней почки смородины распускаются (табл.). Цветочные почки с зачатками бутонов раскрываются на 2–3 дня позже, и в последних числах мая бутоны уже полностью сформированы. Когда листья уже распустились наполовину, появляются первые цветки (см. рис. 1, а). Эти два явления происходят практически синхронно при близких значениях сумм среднесуточных температур выше 5 °C. В последних числах мая – первых числах июня при наступлении ∑ T ≥ 5 °C в 117,5±4,3 °C начинается массовое цветение, которое длится 5–7 дней. Заросли смородины цветут дружно, цветки в кисти раскрываются почти одновременно. В течение двух недель после начала цветения продолжается развертывание листьев, развиваются побеги годичного прироста. В середине июня плоды завязываются, а к началу июля полностью формируются. Единичные спелые плоды появляются уже в начале третьей декады июля, и через 5–7 дней при ∑ T ≥ 5 °C в 821,5 ± 17,1 °C наступает их массовое созревание. Осенние явления в верховьях Колымы заметны уже в третьей декаде августа. В начале декады листья смородины начинают окрашиваться в буровато-красные тона и в течение недели приобретают осеннюю окраску. В первых числах сентября наступает листопад, который проходит в течение недели. В конце первой декады сентября вегетация смородины заканчивается.
Длительность прохождения фенологических фаз и продолжительность межфазных периодов существенно зависят от температурных показателей. Холодная затяжная весна сдвигает даты начала вегетации на последние числа мая, а массовое цветение – на начало второй декады июня. Такие явления бывают довольно редко, 1–2 раза за десятилетие. Существенные аномалии сроков созревания плодов отмечены не были. Сроки наступления осенних явлений – начала и массового листопада в теплую осень могут отодвигаться на 10–12 дней, а даты расцвечивания листьев мало подвержены колебаниям.
За период 1992–2020 гг. произошли существенные изменения многих климатических показателей вегетационного периода, прежде всего увеличение сумм среднесуточных температур выше 5 °C в начале вегетации (рис. 2). Статистически существенные тренды получены не были, поскольку число лет наблюдений невелико, но для некоторых фенодат показатели трендов близки к значимым. Фазы вегетативного цикла смородины сильнее реагируют на современные климатические изменения, чем генеративные, поэтому можно заметить положительные отклики для фаз распускания почек, развертывания молодых листьев, полного расцвечивания листьев и полного листопада. Наиболее заметны изменения в продолжительности осеннего периода – удлиняются сроки вегетации, позже начинаются постоянные заморозки, растет число дней со среднесуточными температурами выше 0 и 5 °C.
Рис. 2. Тренд суммы среднесуточных температур выше 5 °C
за вторую декаду мая (1992–2020 гг.)
Многолетние колебания урожайности смородины печальной связаны как с климатическими показателями, так и с изменениями условий местообитания. На рисунке 2 представлен многолетний ряд урожайности смородины, рассчитанный методом скользящего окна по десятилетиям. Определенно просматривается тенденция к общему снижению показателей урожайности с 2007 г., что связано с нарастанием экстремальности климата. В 1992–2007 гг. основным фактором, понижающим продуктивность смородины, были заморозки в период массового цветения ниже -3,5 °C, которые случались 1 раз в 3–4 года. В 2007–2020 гг. частота заморозков увеличилась до 2 случаев на один период цветения 1 раз в три года, что вызывает рост числа малоурожайных лет.
Катастрофические паводки на Колыме, превышающие уровень
Рис. 3. Динамика урожайности плодов смородины печальной (1992–2020 гг.)
Из климатических показателей основное значение при интродукции имеют влагообеспеченность и продолжительность периода со среднесуточными температурами выше 5 °C. Изучение растений смородины печальной, выращенных в культуре в селе Оротук, показало, что их стабильное плодоношение и долговечность обеспечиваются в диапазоне температур выше 5 °C в 1200–1400 °C и длине периода активной вегетации 100–115 дней. Смородина переносит легкое затенение, но на сухих открытых участках нуждается в дополнительном поливе в начале лета. Продолжительность жизни плодоносящей скелетной ветви составляет 12–15 лет. Окультуренные насаждения морозостойки, не требуют укрытия и окучивания снегом даже при минимальных температурах (-53…-55 °C). Плоды созревают почти одновременно и уже 20–25 июля пригодны для сбора. Помимо традиционных способов переработки, плоды можно хранить длительное время в замороженном виде.
Выводы. В течение 2015–2020 гг. произошли изменения хода сезонного развития смородины печальной, связанные с климатическими показателями вегетационного периода. Существует тенденция к более раннему наступлению распускания почек и начала распускания листьев, что согласуется с возрастанием сумм среднесуточных температур выше 5 °C во второй декаде мая. За период 2007–2020 гг. произошло существенное снижение урожайности смородины, что связано с увеличением частоты заморозков ниже -3,5 °C и числа случаев катастрофических паводков на Колыме. Смородина печальная отличается ценными пищевыми свойствами, высокой адаптивностью, поэтому этот вид можно рекомендовать для интродукции в районах северной тайги, тундры и лесотундры с холодной зимой и умеренно теплым летом.
1. Shvirst E.P. Opyt introdukcii yagodnyh kul'tur v usloviyah Magadanskoy oblasti // Dal'nevostochnyy agrarnyy vestnik. 2013. № 4 (28). S. 18–21.
2. Shvirst E.P. Osobennosti innovacionnogo processa v yagodovodstve Magadanskoy oblasti // Sovremennoe sadovodstvo – Con-temporary horticulture. 2017. № 3. S. 35–42.
3. Sinel'nikova N.V., Pahomov M.N. Sezonnaya zhizn' prirody Verhney Kolymy. M.: KMK, 2015. 329 s.
4. Sosudistye rasteniya sovetskogo Dal'nego Vostoka: v 8 t. / otv. red. S.S. Harkevich. L.: Nauka, 1988. T. 3. 421 s.
5. Atlas lekarstvennyh rasteniy Yakutii. T. 1: Lekarstvennye rasteniya, ispol'zuemye v nauchnoy medicine. Yakutsk, 2003. 194 s.
6. Sinel'nikova N.V., Pahomov M.N. Resursy dikorastuschih yagodnikov v verhov'yah r. Kolyma // Vestnik Severo-Vostochnogo nauchnogo centra DVO RAN. 2011. № 2. S. 87–99.
7. Berkutenko A.N. Flora Magadanskoy oblasti kak istochnik rasteniy dlya ozeleneniya // Vestnik IrGSHA. 2011. Vyp. 44. S. 7–14.
8. Danilova N.S., Korobkova T.S., Semenova V.V. Dikie rodichi kul'turnyh rasteniy Yakutii. Novosibirsk: Nauka, 2013. 31 s.
9. Chertkova M.A., Gotovceva L.P. Plodovo-yagodnye kul'tury v Yakutii. Novosibirsk, 2004. 152 s.
10. Korobkova T.S., Sabaraykina S.M., Sorokopudov V.N. Krasnaya smorodina v Yakutii (sistematika, geografiya, izmenchivost', introdukciya). Belgorod: Izd-vo BelGU, 2008. 176 s.
11. Ryahovskaya N.I., Dahno O.A., Petrusha E.N. i dr. Introdukciya yagodnyh kul'tur na Kamchatke // Vestnik DVO RAN. 2016. № 2. S. 95–100.
12. Korobkova T.S. Dikorastuschie i introducirovannye vidy rasteniy kak istochnik askorbinovoy kisloty v Yakutii // Nauka i obrazovanie. 2014. № 2. S. 23–27.
13. Cuglenok N.V., Cuglenok G.I., Silin V.E. Tehnologiya proizvodstva pektina iz vyzhimok krasnoy smorodiny (Ríbes rúbrum) // Vestnik KrasGAU. 2014. № 7. S. 195–198.
14. Growth Stages of Mono-and Dicotyledonous plants / Ed. U. Meier. BBCH Monograph. Black¬well Wiss. Verlag-Berlin-Vien. 1997. 622 p.
